عاكس النيوترونات
عاكس النيوترونات هو أي مادة تعكس النيوترونات . ويشير هذا إلى التشتت المرن وليس الانعكاس المرآوي . تشمل عواكس النيوترونات الجرافيت ، والبريليوم ، والفولاذ ، وكربيد التنجستن ، والذهب . يمكن لعاكس النيوترونات أن يجعل كتلة من المواد الانشطارية دون الحرجة حرجة ، أو يزيد من كمية الانشطار النووي الذي ستخضع له كتلة حرجة أو فوق حرجة . وقد ظهر هذا التأثير مرتين في حادثتي نواة ديمون ، وهي حفرة بلوتونيوم دون حرجة تحولت إلى حالة حرجة في حادثتين منفصلتين مميتتين عندما أحاطت سطح الحفرة مؤقتًا بكمية كبيرة جدًا من المواد العاكسة للنيوترونات.
المفاعلات النووية
في مفاعل التفاعل المتسلسل لليورانيوم والجرافيت، يمكن تقليل الحجم الحرج بشكل كبير عن طريق إحاطة المفاعل بطبقة من الجرافيت، لأن هذا الغلاف يعكس العديد من النيوترونات إلى داخل المفاعل.
كما أن العاكس المصنوع من مادة خفيفة مثل الجرافيت أو البريليوم سيعمل كمعدل للنيوترونات مما يقلل من الطاقة الحركية للنيوترونات، في حين أن المادة الثقيلة مثل الرصاص أو خليط الرصاص والبزموت سيكون لها تأثير أقل على سرعة النيوترون.
في مفاعلات الطاقة، يعمل عاكس النيوترونات على تقليل عدم تجانس توزيع الطاقة في مجموعات الوقود الطرفية، ويقلل من تسرب النيوترونات، ويقلل من تجاوز تدفق سائل التبريد للقلب. ومن خلال تقليل تسرب النيوترونات، يزيد العاكس من تفاعلية القلب ويقلل من كمية الوقود اللازمة للحفاظ على المفاعل في حالة حرجة لفترة طويلة. في مفاعلات الماء الخفيف ، يُركّب عاكس النيوترونات للأغراض التالية:
- يتم "تسوية" توزيع تدفق النيوترونات، أي تزداد نسبة متوسط التدفق إلى أقصى تدفق. لذلك، تعمل العواكس على تقليل عدم انتظام توزيع الطاقة.
- بزيادة تدفق النيوترونات عند حافة قلب المفاعل ، يتحسن استخدام الوقود في مجموعات الوقود المحيطية بشكل ملحوظ. هذا الوقود، الموجود في المناطق الخارجية من قلب المفاعل، يساهم الآن بشكل أكبر في إجمالي إنتاج الطاقة.
- يعكس عاكس النيوترونات العديد من النيوترونات التي كانت ستتسرب لولا ذلك إلى قلب المفاعل. وتكون هذه النيوترونات المنعكسة متاحة للتفاعل المتسلسل، مما يعني تقليل الحد الأدنى للحجم الحرج للمفاعل. في المقابل، إذا تم الحفاظ على حجم القلب، فإن العاكس يوفر طاقة تفاعلية إضافية لزيادة استهلاك الوقود. ويُعرف هذا الانخفاض في الحجم الحرج المطلوب للقلب بوفورات العاكس. [ 1 ]
- تعمل عاكسات النيوترونات على تقليل تسرب النيوترونات، أي تقليل تدفق النيوترونات على وعاء ضغط المفاعل.
- تعمل عاكسات النيوترونات على تقليل تدفق سائل التبريد المتجاوز للقلب.
- تعمل عاكسات النيوترونات كدرع حراري وإشعاعي لقلب المفاعل.
انظر أيضاً
مراجع
روابط خارجية
- نيوترون
- تصميم الأسلحة النووية
- مكونات البناء العاكسة